Xanh methylen và bệnh đái tháo đường: Giải thích về vận chuyển glucose và nghiên cứu trên động vật

Câu hỏi đằng sau những lời thổi phồng

Kết luận đó có vẻ hợp lý, nhưng dựa trên một cách hình dung sai. Nó coi ba khái niệm khác nhau như thể là một: glucose đi vào một tế bào trong đĩa nuôi cấy, chuyển hóa bên trong một ty thể của tim và kiểm soát glucose trong toàn bộ cơ thể người. Mỗi khái niệm có những phép đo và giới hạn riêng. Bài viết này phân biệt chúng.

Câu trả lời ngắn gọn: xanh methylen thực sự kích hoạt vận chuyển glucose ở một dòng tế bào đã được nghiên cứu kỹ, đồng thời làm thay đổi các quá trình hóa học trong ty thể và một số chỉ số tim ở chuột mắc đái tháo đường. Nhưng trong nghiên cứu dài nhất trên chuột, chất này không làm thay đổi glucose lúc đói hay hemoglobin glycat hóa, và chưa có bằng chứng đã công bố trên người cho thấy xanh methylen dùng toàn thân cải thiện đường huyết, HbA1c hoặc insulin trong bệnh đái tháo đường.

Tế bào: glucose đi vào nhanh hơn qua các protein vận chuyển đã có sẵn trên màng

Các nhà nghiên cứu sử dụng nguyên bào sợi L929, một dòng tế bào có khả năng hấp thu glucose phụ thuộc vào một protein vận chuyển duy nhất, GLUT1. Khi chỉ có một loại protein vận chuyển, bất kỳ thay đổi nào về hấp thu đều phải xuất phát từ protein đó.

Khi nhóm nghiên cứu cho những tế bào này tiếp xúc với xanh methylen, mức hấp thu chất đánh dấu tăng trong vòng 10 phút và phụ thuộc vào liều, đạt khoảng 800 phần trăm mức ban đầu ở nồng độ 50 micromolar trong 45 phút. Chi tiết về động học rất quan trọng: tốc độ tối đa (Vmax) tăng, trong khi ái lực (Km) và lượng protein GLUT1 không đổi. Với cùng số lượng cửa, lượng glucose đi qua mỗi phút tăng lên. Thuốc nhuộm kích hoạt các protein vận chuyển đã có sẵn trên màng thay vì bổ sung protein mới.

Các thí nghiệm đối chứng giúp làm rõ bức tranh. Dạng khử (không màu) không có tác dụng. Một chất oxy hóa ngoại bào ngăn thuốc nhuộm đi vào tế bào đã chặn cả sự nhuộm màu lẫn tác dụng kích thích. Các chất ức chế đường truyền tín hiệu AMP kinase và PI kinase không làm thay đổi kết quả, cho thấy hai đường truyền tín hiệu quen thuộc này ít có khả năng tham gia.

Giả thuyết đầu tiên là chu trình oxy hóa–khử: thuốc nhuộm vận chuyển electron, gây stress nhẹ cho tế bào, và các tế bào chịu stress mở các cổng glucose. Một nghiên cứu tiếp theo đã kiểm tra ý tưởng đó. Các nhà nghiên cứu sử dụng methyl-beta-cyclodextrin, một phân tử dạng vòng giữ xanh methylen trong một phức hợp bao (hằng số liên kết gần 310 M-1). Thuốc nhuộm bị giữ lại không nhuộm màu tế bào cũng không kích thích hấp thu, và việc rửa loại thuốc nhuộm tương ứng chặt chẽ với sự mất đi của tác dụng. Kết luận của họ trái với giả thuyết oxy hóa–khử: sự kích hoạt có khả năng đến từ tương tác trực tiếp của thuốc nhuộm với một protein nào đó trong con đường kích hoạt GLUT1, chứ không phải từ stress oxy hóa nói chung.

Cơ chế hoạt động này có phạm vi hẹp. Xanh methylen có thể kích hoạt nhanh và thuận nghịch sự hấp thu qua GLUT1 ở tế bào L929 nhờ đi vào tế bào rồi tương tác ở cấp độ protein. Điều đó không cho biết gì về insulin, tuyến tụy hay đường huyết ở động vật sống. Để tìm hiểu bối cảnh về vai trò của thuốc nhuộm như một chất mang electron, xem cách xanh methylen hoạt động như một chất mang electron. Để biết các nguyên tắc khi đọc nghiên cứu trên tế bào, xem cách đọc nghiên cứu về xanh methylen.

Chuột mắc đái tháo đường: tim thay đổi, đường huyết không đổi

Nghiên cứu trên động vật chuyển sang một khái niệm khác: tim trong bệnh đái tháo đường. Cả hai nghiên cứu trên chuột đều sử dụng streptozotocin, một độc tố phá hủy tế bào beta sản xuất insulin và tạo ra trạng thái giống đái tháo đường típ 1. Những người tìm hiểu về xanh methylen và đái tháo đường típ 2 cần lưu ý sự không tương ứng này ngay từ đầu. Đây không phải là động vật mắc đái tháo đường típ 2.

Trong nghiên cứu dài hạn, chuột Lewis đực được dùng 10 mg mỗi kg mỗi ngày trong nước uống suốt 11 tuần, cùng với các liều insulin nhỏ để ngăn tình trạng suy mòn mà không đưa glucose về mức bình thường. Trong ty thể của tim, thuốc nhuộm giúp oxy hóa NADH, làm tăng NAD+ và tăng hoạt tính deacetylase của Sirtuin 3. Phân tích hệ protein phát hiện mức acetyl hóa thấp hơn tại 83 vị trí trên 34 protein ty thể thuộc các quá trình oxy hóa chất béo, chu trình axit citric và vận chuyển electron. Oxy hóa chất béo chuỗi dài và hoạt tính hydroxyacyl-CoA dehydrogenase giảm, được diễn giải là sự giảm bớt tình trạng phụ thuộc quá mức và kém linh hoạt vào chất béo của tim trong bệnh đái tháo đường. Các chỉ số thể tích và phân suất tống máu cải thiện, một chỉ dấu phì đại trở về bình thường, dù áp lực và tốc độ co bóp vẫn giảm.

Đây là kết quả quan trọng nhất: đường huyết không thay đổi. Glucose lúc đói và không lúc đói vẫn cao, HbA1c vẫn ở gần 5.6 phần trăm ở cả chuột mắc đái tháo đường được điều trị lẫn không được điều trị, không có tác động điều trị có ý nghĩa thống kê. Thuốc nhuộm cũng không khắc phục được khiếm khuyết hô hấp liên quan đến phức hợp I và II trong ty thể được phân lập. Chức năng tim cải thiện ở một số chỉ số, trong khi kiểm soát glucose và khiếm khuyết hô hấp cốt lõi thì không. Các kết quả riêng biệt vẫn là riêng biệt.

Nghiên cứu thứ hai thực hiện ở quy mô nhỏ hơn: ty thể được phân lập từ tim khỏe mạnh và tim mắc đái tháo đường trong hai tháng, được cho tiếp xúc một lần với liều thấp 0.1 micromolar trong quá trình đo. Mức tiêu thụ oxy tăng với cả cơ chất của phức hợp I và II. Nhưng sự giải phóng hydrogen peroxide khác nhau tùy nhiên liệu: tăng với glutamate kết hợp malate, giảm với succinate. Khả năng giữ canxi không thay đổi. Đây là nghiên cứu dược lý ở ty thể, không phải thử nghiệm về chức năng tim hay glucose. Bài học từ nghiên cứu này là thuốc nhuộm không có tác dụng chống oxy hóa đồng nhất. Sự giải phóng chất oxy hóa tăng hay giảm phụ thuộc vào cơ chất mà ty thể sử dụng. Để đọc nội dung liên quan, xem xanh methylen trong nghiên cứu tim mạch.

Bảng mô hình và tiêu chí đánh giá: đã thử nghiệm gì, điều gì thay đổi, điều gì không

Người: dữ liệu về đường huyết ở người gần như trống

Một thử nghiệm có thể nghiên cứu vết thương ở người mắc đái tháo đường mà không nghiên cứu kiểm soát glucose, và một thủ thuật nha khoa có thể báo cáo HbA1c như một chỉ số phụ mà không thử nghiệm liệu pháp điều trị đái tháo đường.

Một thử nghiệm đã đăng ký, NCT05850611, dự kiến dùng xanh methylen đường uống (70 mg trong sữa, bốn tuần) cho loét bàn chân do đái tháo đường, với glucose lúc đói, insulin và HbA1c nằm trong các chỉ số đo, nhưng chưa đăng kết quả. Một nghiên cứu thăm dò nhỏ đã công bố kết hợp gel huyết tương giàu tiểu cầu với thuốc nhuộm đường uống liều thấp cho loét bàn chân, báo cáo kết quả về vết thương và tình trạng oxy hóa mô, chứ không phải đường huyết. Các thử nghiệm nha khoa dùng thuốc nhuộm tại chỗ như một chất kháng khuẩn được hoạt hóa bằng ánh sáng ở bệnh nhân viêm nha chu và đái tháo đường không tìm thấy lợi thế có ý nghĩa thống kê về HbA1c. Thuốc nhuộm trong túi nha chu là một khái niệm khác với liệu pháp chuyển hóa toàn thân, nên các kết quả không có khác biệt đó cũng không cho biết gì về việc dùng đường uống.

Tóm tắt trung thực là: chưa có bằng chứng đã công bố trên người cho thấy xanh methylen dùng toàn thân cải thiện HbA1c, glucose lúc đói hoặc insulin trong bệnh đái tháo đường. Thiếu bằng chứng không chứng minh rằng không có tác dụng, nhưng không cho phép chấp nhận những lời quảng cáo coi sự hấp thu ở tế bào hoặc các phát hiện về tim chuột là bằng chứng về kiểm soát glucose. Để biết các giới hạn an toàn trước khi bất kỳ ai tự thử nghiệm, bao gồm nguy cơ hội chứng serotonin khi dùng cùng các thuốc chống trầm cảm phổ biến, xem độ an toàn và tương tác thuốc của xanh methylen.

Cách sử dụng bằng chứng này mà không tự đánh lừa mình

Hãy hình dung ba cỗ máy. Cỗ máy thứ nhất là một cánh cửa glucose trong một tế bào nuôi cấy. Cỗ máy thứ hai là một ty thể trong tim chuột. Cỗ máy thứ ba là một người mắc đái tháo đường, với tuyến tụy, gan, cơ, thận, thuốc và các bữa ăn. Thuốc nhuộm đã được chứng minh là tác động đến cỗ máy thứ nhất và thứ hai. Cỗ máy thứ ba chưa được chứng minh là đáp ứng bằng việc kiểm soát glucose tốt hơn.

Sự phân biệt đó tóm tắt cả bài viết trong một đoạn. Một tuyên bố về việc chăm sóc bệnh đái tháo đường bằng xanh methylen viện dẫn sự kích hoạt protein vận chuyển hoặc acetyl hóa trong ty thể thay vì một tiêu chí về đường huyết là đang đánh tráo chủ đề. Các phát hiện về Sirtuin 3 và oxy hóa chất béo vẫn đáng theo dõi, nhưng thử nghiệm cần chờ đợi phải cụ thể: một thử nghiệm có đối chứng ở người mắc đái tháo đường, đo HbA1c, glucose lúc đói hoặc insulin làm tiêu chí chính.